Sistemas de Protección Pasiva
Los planes, sistemas e instalaciones de protección contra incendios cons- tituyen un elemento primordial para garantizar la seguridad de las perso- nas, ante todo, y de los bienes e instalaciones protegidos. Mientras que la seguridad activa trata de luchar contra el incendio mediante la detección y extinción del fuego, la protección pasiva lo que pretende es evitar el inicio de éste y su propagación, limitando sus consecuencias.
Estos dos conceptos de protección contra el fuego no sólo no son exclu- yentes, sino que se complementan, y no se concibe una industria o edi- ficación moderna sin la adopción de las medidas adecuadas en los dos campos.
Entre los condicionantes edificatorios o arquitectónicos de la seguridad contra incendios de una obra debemos destacar, junto a los inherentes a sus sistemas de evacuación y eliminación de humos y gases de la combus- tión, los derivados de las características de sus elementos constructivos, de los que dependen la estabilidad de la obra y la sectorización de los espa- cios edificatorios.
Este capítulo resume los sistemas más usados de protección pasiva en la edificación.
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3 Sistemas de Protección Pasiva.
3.1 Ignifugación
Definimos ignifugación como aquel tratamiento o sistema que modifica la combustibilidad de un material.
Ignifugar, por tanto, es tratar a un material para modificar su clasificación de reacción al fuego hacia otra más favorable.
Los métodos de ignifugación más importantes, son los siguientes:
- Por cubrición:
• Rellenando los poros.
• Formación de espumas.
- Por emisión de gases no inflamables.
- Por modificación del proceso de la combustión.
Los procedimientos más habituales de aplicación de los ignifugantes son:
- Ignifugación del material:
• Antes de conformar el producto de uso.
• Después de conformar el producto de uso, como fase final de fabricación.
• In situ.
3.2 Mejora de la Resistencia al Fuego de los elementos constructivos La mejora de la R, E, I, de los elementos constructivos, puede conseguir- se de varias formas:
- Profunda: Tratamiento del material que lo constituye.
- Superficial o media:
• Intumescencia.
• Selladores.
- Por Recubrimiento:
• Aislamiento Térmico:
- Proyección.
- Cajeado.
- Envolvimiento.
• Dispersión del calor.
- Por Enfriamiento:
• Absorción física del calor.
• Absorción química del calor.
A continuación se van a exponer las formas más utilizadas actualmente en el mercado.
3.2.1 Pinturas intumescentes
Un sistema muy extendido de protección son los llamados sistemas intu- mescentes, que son productos que en contacto con el calor sufren una transformación debido a reacciones químicas, formándose una “espu- ma” carbonosa que evita la transmisión del calor al elemento a proteger.
Existen en el mercado pinturas, masillas y planchas intumescentes.
Una pintura intumescente es un sistema formado por:
a) Agente formado de residuo carbonoso.
b) Agente espumógeno gaseante.
c) Agente deshidratante ácido.
d) Agente catalizador de la esterificación.
e) Agente vitrificable.
f) Agente reforzador.
g) Demás componentes según naturaleza del sistema (pintura, mastic, etc.).
De la correcta dosificación y calidad de cada agente, dependerá la bo- dad y rendimiento del producto.
Las pinturas son un sistema sencillo y fácil de aplicar, pero requiere de ciertas precauciones para obtener óptimos resultados.
a) La superficie a proteger debe estar limpia y seca. Cuando se trate de metales protegidos con imprimación anticorrosiva, ésta debe ser com- patible con la pintura intumescente.
b) El espesor total debe alcanzarse mediante sucesivas capas, que de- ben estar secas a fin de no retener disolventes, que posteriormente per- judicarían la intumescencia.
c) Debido a que algunos de los agentes antes citados son sensibles a la humedad, conviene proteger la pintura con una capa de sellado final con una pintura ignífuga, flexible y compatible.
3.2.2 Recubrimientos
La protección contra el calor/fuego de elementos constructivos me- diante recubrimiento en general, está basada en productos resistentes a altas temperaturas y buenos aislantes térmicos a estas temperaturas.
Estos recubrimientos al impedir que el calor alcance el elemento en cuestión, le protege durante cierto tiempo, por lo que no sobrepasa la temperatura crítica.
a) Proyectados
Dentro de los recubrimientos, tenemos los proyectados de cemento, yeso, etc. con perlita, vermiculita, etc. Los podemos clasificar como:
- Proyectados rígidos:
• Mortero de yeso y vermiculita.
• Mortero de cemento y vermiculita.
- Proyectados flexibles:
• Morteros de fibras minerales y ligantes hidráulicos.
• Morteros de fibras minerales y cemento.
Las densidades de estos proyectados, varían desde 900 Kg/m3 a 200 Kg/m3. Al igual que con las pinturas, es muy importante la adhesión de estos proyectados al elemento a proteger. En casos de difícil agarre o espeso- res grandes, conviene colocar una malla metálica, para facilitar la puesta en obra.
b) Placas Placas de silicatos
Paneles compuestos por silicatos cálcicos, en algún caso reforzados con fibras inorgánicas resistentes al fuego. Estos paneles, durante el proceso de fabricación, son sometidos a tratamientos que les confieren una ex- celente estabilidad dimensional frente al fuego.
Mecánicamente se comportan muy bien, lo que posibilita una puesta en obra mediante grapado, atornillado o clavado sin ningún problema.
3.3 Soluciones de protección pasiva.
3.3.1 Protección de estructuras metálicas
Los perfiles metálicos, tan versátiles y resistentes a la hora de diseñar estructuras portantes, presentan el inconveniente de la vulnerabilidad frente al fuego.
Los metales al estar en contacto con un foco de calor, aumentan de tem- peratura, provocando una disminución de su resistencia mecánica.
Cada metal o aleación, tiene una temperatura crítica, por encima de la cual, el perfil ya no puede soportar la carga para la que ha sido diseña- do (para el acero se suele considerar 500ºC), aunque puede establecer otra temperatura de acuerdo con cálculos de carga de los elementos estructurales.
Para evitar la pérdida de estabilidad de la estructura, existen varias for- mas de protección que se basan esencialmente en el recubrimiento de los perfiles con materiales aislantes, y con un contrastado comporta- miento frente al fuego.
Sistemas de Protección Pasiva
carbonosa, que actúa a modo de aislante térmico, retardando la trans- misión del calor al elemento protegido R 30 a 120.
Morteros: sistemas de protección mediante el recubrimiento del per- fil con proyección R hasta 240.
Paneles de fibrosilicatos: incombustibles, que se instalan recubriendo en todo su perímetro el perfil metálico.
Entre las ventajas de esta solución se encuentra la garantía de aplicar el espesor adecuado y uniforme, la garantía de tener una composición constante en todos los puntos, y la ventaja de poder alcanzar altas resis- tencias al fuego, así como la limpieza de ejecución, y la no necesidad de tiempos de secado o fraguado. Además con este tipo de solución, se pueden alcanzar muy altas resistencias al fuego R 240.
3.3.2 Divisiones y compartimentos
El crear divisiones y compartimentaciones (como tabiques, mamparos, trasdosados, falsos techos,…) resistentes al fuego, permite establecer una barrera eficaz entre el fuego y los elementos a proteger, impidiendo la propagación del fuego a otras áreas.
En ocasiones estas soluciones se adoptan como elemento comparti- mentador, para crear sectores de incendios e impedir el paso de éste a otras zonas, y en otras ocasiones se adoptan como sistema de protec- ción de otros elementos.
Por ejemplo: un falso techo que protege a las instalaciones que discu- rren por encima, o por la estructura metálica del forjado.
3.3.2.1 Techos
Muy frecuentemente, y especialmente en rehabilitación de edificios, los techos no cumplen las especificaciones de protección contra el fuego.
Esto adquiere una especial importancia en edificios de uso no residen- cial como hospitales, hoteles, oficinas, así como dentro del sector indus- tria, debido principalmente a la importante carga de fuego presente en los mismos, y al elevado número de instalaciones que los asisten.
Para garantizar este tipo de protección existen diversas soluciones:
Falsos techos para protección de vigas de acero y forjados de hormi- gón. Para R ó REI hasta 180.
Techos independientes para EI 30, 60, 90, 120 minutos.
Protección con morteros hasta REI 240.
3.3.2.2 Divisiones
Gracias a las propiedades mecánicas de los paneles, pueden construir- se divisiones de hasta 4 m. de altura, pudiendo ampliarse mediante el uso de estructura anular reforzando los paneles con elementos cons- tructivos.
Para el sector de la construcción en general, los paneles ofrecen diver- sas soluciones de divisiones, que se caracterizan por su facilidad de ins- talación, resistencia a la humedad y grandes resistencias al fuego con pequeños espesores.
En algunos casos, se precisa mejorar la resistencia al fuego de determinados elementos constructivos, para ello se realizan trasdosados con el panel.
Para el sector industrial, en la mayoría de las ocasiones se necesitan divisiones con una gran resistencia mecánica, debido a que han de soportar carga.
Para esos casos, existen diversas soluciones, desde los tabiques ante- riormente expuestos con una resistencia mecánica moderada, hasta ta- biques con panel de fibrosilicatos recubiertos de capas de acero, lo que garantiza una elevada resistencia a carga y EI hasta 240 minutos.
3.3.2.3 Franjas de encuentro
En ocasiones, elementos constructivos delimitadores, como forjados o
fachada o cubierta.
Estos sistemas de franja no son elementos compartimentadores estricta- mente hablando, sino que actúan retrasando la propagación.
En general son sistemas de placas, que se instalan fijados al elemento resistente y no a la fachada o cubierta. Pueden instalarse en varias con- figuraciones, dependiendo de la naturaleza del encuentro, y en ocasio- nes, especialmente en encuentros con muros cortina, pueden aparecer huecos entre el elemento resistente y la propia franja. El sellado de ese hueco forma parte del sistema y suele sellarse con un sistema de placa y lanas minerales.
3.3.3 Conductos de ventilación y extracción
La ventilación tiene una importancia capital en el desarrollo de un incen- dio. Todos los bomberos son conscientes, que el gran problema para atacar con éxito cualquier fuego en interiores, depende de la habilidad para obtener una buena ventilación y extracción de humos, que se sabe son los factores de mayor riesgo, y causantes de la mayoría de desgra- cias personales en este tipo de siniestros.
Debe concederse, por tanto, una atención muy seria al estudio de los medios de eliminación de los humos y gases que se producen en caso de incendio, resultando muy necesario, que los conductos implicados en esta misión sean resistentes al fuego, para que puedan realizar su función durante el tiempo que dura la evacuación y la actuación de los sistemas y equipos de extinción.
Los conductos de chapa de acero, pueden deformarse en caso de fue- go muy fácilmente, y pueden comunicar un comportamiento de fuego con el adyacente.
Además hay que tener en cuenta, que dilatación de los conductos, que puede llegar a 8 cm. por cada 10 m. de longitud, pueden abrir un hueco por deformación o romper la pared contra-fuego.
Con los paneles se han desarrollado sistemas constructivos, que permi- ten evitar estos problemas en caso de incendio, resistiendo el conducto de ventilación o construyendo el conducto sólo con panel. Para ambas soluciones, disponemos de ensayos y certificaciones para Resistencias al fuego EI hasta 180 y E600 90.
3.3.4 Sellado de huecos
Todos los huecos realizados en un elemento compartimentador, com- prometen su resistencia al fuego, disminuyéndola hasta el punto de no cumplir con su función, ya que permite la propagación del incendio.
Por tanto, todo hueco que permanezca al finalizar la construcción del edificio, y los que se realicen con posterioridad debido a reformas, de- ben ser tratados adecuadamente con soluciones estudiadas y diseña- das, para que el elemento compartimentador cumpla íntegramente su función.
“Tapar” estos huecos simplemente, no sirve. Deben “sellarse”, con siste- mas que deben cumplir los requisitos necesarios de resistencia al fuego, exigibles mediante Normativa al elemento compartimentador.
Por supuesto, estos requisitos deben venir avalados por ensayos realiza- dos por Laboratorios Independientes Acreditados.
Dado las diferencias que existen entre los diversos huecos que pueden aparecer, existen numerosas soluciones, siendo las siguientes las más frecuentes:
3.3.4.1 Sellados de pasos de cables Sistema de paneles
Consiste en paneles de lana de roca de alta densidad, cortados e insta- lados en los huecos, y posteriormente, recubiertos por masilla y resinas termoplásticas de tipo cerámico o intumescente.
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Es un sistema ligero, económico y apto para cualquier tipo de soporte:
paredes de ladrillo, tabiques ligeros, forjados de todo tipo, etc.
Permite muy fácilmente, la instalación de nuevos cables.
Es actualmente el sistema más utilizado.
Sistema de morteros
Son morteros de cementos con áridos ligeros y aditivos especiales.
Se aplican en masa, con espesores gruesos (18-20 cm), habitualmente todo el espesor del elemento compartimentador.
Se utilizan sobre todo, para sellar huecos que requieran alta resistencia mecánica: patinillos visitables, etc.
Tienen una vida muy larga, resistiendo perfectamente el envejecimiento.
Sistema modular
Son sistemas especiales prefabricados a base de módulos diseñados según el tamaño del hueco y los tipos y diámetros de los cables, y se instalan en el hueco a presión.
Este sistema está diseñado para resistir explosiones, y es además her- mético al agua, por lo que es especialmente adecuado para la Industria Naval, Plataformas Off-Shore, polvorines, refugios antibombardeo, etc.
Sistema de almohadillas intumescentes
Consiste en saquitos de tejido especial rellenos de material intumescen- te flexible, que se hincha con el fuego, sellando el hueco.
Es básicamente un sistema diseñado para sellados provisionales: sella- dos durante la obra, huecos cuyas instalaciones cambian muy frecuen- temente, etc.
Su colocación es sencilla y rápida, se realiza manualmente apilando uno sobre otro por simple presión. Se pueden quitar y poner almohadillas, sin necesidad de herramientas.
Puede combinarse con otros sellados más definitivos.
3.3.4.2 Sellado de pasos de tuberías no combustibles
Pueden utilizarse los sistemas anteriormente descritos. Sin embargo, es- tos elementos tienen una serie de problemáticas específicas:
Gran movimiento axial y lateral, vibraciones, etc.
Frecuentemente llevan fluidos calientes, y pueden llevar recubri- mientos de aislamiento, etc.
Es habitual que estas tuberías atraviesen muros y forjados, a través de pasatubos situados a tal efecto, que dejan un espacio a sellar re- lativamente pequeño.
Por estas razones, los sistemas descritos pueden no ser los más adecua- dos, sería preferible un sistema más flexible, usando masillas a base de siliconas especiales o intumescentes, con fondo o relleno de lana mine- ral, allá donde el tamaño del hueco lo permita.
3.3.4.3 Sellado de paso de tuberías combustibles
Es el caso típico de bajantes de PVC, conductos de plásticos, etc.
Presentan la dificultad añadida de que la tubería propague el fuego, y de que este pase por el hueco que quedaría en el elemento comparti- mentador al fundirse la tubería.
Como solución, además de un sellado más tradicional del hueco exte- rior, es preciso colocar unos collarines o manguitos metálicos prefabri- cados, que rodean a la tubería y que tienen en su interior un material intumescente, que se expande con el calor del incendio hacia el interior, obturando la tubería hasta sellar completamente el hueco interno.
También puede protegerse en toda su longitud, creando a su alrededor, un conducto a base de placas de fibrosilicato o similar.
3.3.4.4 Sellado de juntas, tiras intumescentes
Entre los huecos que pueden aparecer, no debido a instalaciones, po- demos encontrar:
- Juntas de dilatación.
- Juntas de unión pared/forjado.
- Etc.
El tratamientos de estas uniones, va a depender del grado de movimien- to esperado en la junta.
Para juntas de alto movimiento, debe recurrirse a sistemas altamente flexibles, usándose masillas de silicona con base de lana mineral, tiras de espuma flexible e intumescente, etc.
3.3.5 Protección de bandejas de cables
Como hemos comentado anteriormente, existen instalaciones que pue- den iniciar el fuego, o favorecer su propagación.
Entre ellas, las bandejas o mazos de cables, por las especiales caracte- rísticas que concurren en ellas, deben ser objeto de especial atención.
El material utilizado comúnmente para aislamiento eléctrico es inflama- ble, y puede desprender humos y gases tóxicos, siendo por tanto, una buena vía de propagación del fuego.
Las normas de instalaciones eléctricas incluyen las especificaciones de esos recubrimientos para evitar esos efectos, incluyendo el uso de re- vestimientos especiales inflamables. Sin embargo, el alto coste de estos cables especiales, hace que no pueda afrontarse su empleo en todas ocasiones.
Por tanto, en muchos casos es preciso aplicar una protección adicional a las instalaciones eléctricas.
Por otra parte, existen conducciones de cables, que deben mantener el suministro eléctrico durante ciertos periodos de tiempo durante el incendio: alarmas, comunicaciones, energía para ciertos equipos vitales, etc.
Existen, a la vista de estos problemas, dos aproximaciones diferentes a la protección de bandejas:
1) Objetivo: limitar la propagación
Para ello se utilizan revestimientos a base de resinas termoplásticas, ce- rámicas o intumescentes, aplicadas directamente sobre los cables, bien sobre toda la bandeja, bien por tramos, creando unos “cortafuegos” a determinadas distancias, cruces, etc.
Con estas barreras, se limita la propagación del incendio, pero las partes no protegidas resultarán dañadas, y la corriente interrumpida.
Los revestimientos utilizados deben cumplir una serie de características:
Deben ser relativamente elásticos, debido a posibles cambios de ca- bles, movimiento de bandejas colgadas, etc.
Deben ser químicamente inertes con respecto a los aislantes de los cables.
2) Objetivo: mantener corriente durante un tiempo determinado En este caso, la protección consiste en la creación de unos conductos mediante paneles de fibrosilicatos, que crean uno a modo de “sector contra incendios” en el interior.
Con estos sistemas puede conseguirse mantener los cables funcionan- do hasta dos horas.
Esta solución está probada, tanto para fuegos desde el exterior como para fuegos interiores, con lo que también se protegen equipos cer- canos a las bandejas, si se produce un cortocircuito o un fuego en la bandeja.
Para controlar la temperatura interna debido al calor generado por los cables, se colocan unas trampillas o rejillas de ventilación, también con materiales que resistan el fuego.
